[发明专利]一种用于酸性溶液中镍选择性萃取的协同萃取剂及方法

说明书

本发明公开了一种用于酸性溶液中镍选择性萃取的协同萃取剂及方法，协同萃取剂由磷酸酯(盐)与吡啶羧酸酯组成，利用含协同萃取剂的有机相从酸性溶液中选择性萃取镍，能够实现镍离子与锰离子、镁离子、钙离子等杂质离子的有效分离，负载有机相采用无机酸进行反萃取获得高纯度的含镍溶液。该方法对镍回收率高，镍与杂质分离效果好，流程短，易于实现工业化。

技术领域

本发明涉及一种协同萃取剂，特别涉及一种由吡啶羧酸酯与磷酸酯或磷酸酯盐组成的协同萃取剂，以及利用协同萃取剂从酸性含镍溶液中选择性萃取镍的方法，属于化学萃取技术领域。

背景技术

镍是重要的战略稀有金属，在工业上具有广泛的用途。酸性体系的湿法冶金是从低品位含镍资源(如镍红土矿、含镍废催化剂、镍钼矿、电镀污泥等)中提取镍的主要方法之一。在含镍物料的酸性体系湿法冶金过程中会产生含有杂质的酸性含镍溶液，如镍红土矿硫酸浸出液，电镀污泥硫酸浸出液，废含镍催化剂硫酸浸出液等。这些酸性含镍溶液中除了含有价金属镍离子外，还含有大量的贱金属阳离子杂质，如铁、铝、锰、镁、钙、铬等。通过研究者多年的努力，从镍酸性浸出溶液中萃取镍方面已经取得了一些成果，例如，中国专利(专利号：ZL201310332212.5)公开了一种协同萃取剂及从酸性含镍水溶液中选择性萃取镍的方法，解决了镍与贱金属杂质如铁、铝、锰、镁、钙、铬等的分离问题，能够从含2g/L镍、30g/L铝和1g/L三价铁的废催化剂硫酸浸出液中(pH<2)选择性地萃取镍，镍的单级萃取率达到96％以上，镍铁、镍铝分离系数分别达2524和4346，负载有机相用稀硫酸反萃，经3级逆流反萃，镍的反萃率在99％以上。但该专利技术中采用的协同萃取剂组成成分之一“萘磺酸”的合成工艺较为复杂，成本高，导致镍的萃取回收成本较高。

发明内容

针对从含镍酸性溶液中提镍的传统工艺存在成本高、过程复杂，杂质分离不完全等缺陷以及现有的发明专利(ZL201310332212.5)技术存在成本较高等不足，本发明的目的是在于提供一种成本低，能从含有锰离子、镁离子、钙离子等多种杂质离子的酸性含镍溶液中选择性萃取镍的协同萃取剂。

本发明的另一个目的是在于提供一种采用上述协同萃取剂从酸性含镍溶液中选择性萃取镍的方法，该方法能实现镍离子与锰离子、镁离子、钙离子等的有效分离，对镍萃取收率高、流程短、成本低，易于实现产业化应用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于酸性溶液中镍选择性萃取的协同萃取剂，由吡啶羧酸酯与磷酸酯和/或磷酸酯盐组成；所述吡啶羧酸酯具有式I结构；所述磷酸酯或磷酸酯盐具有式II结构；

其中，

R为选自C_6～12的烷基；

M为氢离子、钙离子、镁离子、铵根离子或碱金属离子；

n为M的价态数。

本发明的协同萃取剂由吡啶羧酸酯与磷酸酯(盐)组成，大量实验表明，两者组合使用对酸性溶液中的镍萃取具有明显的协同增效作用，单独使用磷酸酯(盐)或吡啶羧酸酯作为萃取剂用于萃取酸性溶液中的镍时，不但镍离子的萃取率低，而且选择性差，与锰离子、钙离子和镁离子等杂质离子的分离效果差；当采用磷酸酯(盐)和吡啶羧酸酯作为萃取剂协同萃取酸性溶液中的镍时，对镍离子的萃取率高，且镁离子、钙离子和锰离子的萃取率较低，因此，吡啶羧酸酯与磷酸酯(盐)对镍离子具有明显的正协同萃取作用，而对锰离子、钙离子和镁离子等具有明显的抑制萃取作用，从而可以实现镍离子与锰离子、镁离子、钙离子等的萃取分离。

优选的方案，吡啶羧酸酯摩尔数与磷酸酯和磷酸酯盐的总摩尔数之比为1～6:1。在优选的比例范围内，能充分发挥两者的协同作用，达到最佳萃取效果。